RU2171332C1

RU2171332C1 - Method for erecting temporary ice bridge

Info

Publication number: RU2171332C1
Application number: RU2000108979A
Authority: RU
Inventors: В.М. Козин
Original assignee: Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН
Priority date: 2000-04-10
Filing date: 2000-04-10
Publication date: 2001-07-27

Abstract

FIELD: ice technology. SUBSTANCE: method used for erection of temporary ice bridges mainly in reservoirs with under-ice flow involves mounting damping devices under ice; damping devices are made in the form of plates attached to ice. Novelty is that damping devices used for the purpose are made in the form of bent plates resting on ice by means of flanges frozen in ice surface with plates forming projections to reduce reservoir water sectional area under influence of ice covering vibrations. EFFECT: improved bearing capacity of ice covering on shallow sections of reservoir in freight haulage. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области ледотехники и может использоваться при создании ледяных переправ преимущественно на водоемах с подледным течением. The invention relates to the field of ice engineering and can be used to create ice crossings mainly in water bodies with ice flow.

Уровень техники известен из способа создания ледяной переправы, заключающегося в установке подо льдом демпферов, выполненных в виде горизонтальных пластин, прикрепленных ко льду с помощью вертикальных штанг и погруженных на глубину, при которой отсутствуют волновые колебания, вызываемые движением грузов по ледяному покрову (cм.1. В.М. Козин. Способ создания ледяной переправы. Патент РФ N 2137877 от 20.09.99). The prior art is known from a method of creating an ice crossing, which consists in installing dampers under the ice made in the form of horizontal plates attached to the ice using vertical rods and submerged to a depth at which there are no wave vibrations caused by the movement of goods on the ice cover (see 1 VM Kozin, Method for creating an ice crossing, RF Patent N 2137877 dated 09/20/99).

Недостатком известного способа является невозможность его использования для повышения несущей способности ледяного покрова на мелководных участках водоема, когда волновые колебания воды распространяются по всей глубине водоема (см. 2. Сретенский Л.Н. Теория волновых движений жидкости. ОМТИ, 1936 г.). The disadvantage of this method is the impossibility of using it to increase the bearing capacity of the ice cover in shallow areas of the reservoir, when wave vibrations of water propagate throughout the depth of the reservoir (see 2. Sretensky LN Theory of wave motion of a liquid. OMTI, 1936).

Задачей заявленного изобретения является уменьшение амплитуды изгибно-гравитационных волн (ИГВ), возбуждаемых в ледяном покрове от движения по нему грузов. The objective of the claimed invention is to reduce the amplitude of the bending-gravitational waves (IGW), excited in the ice sheet from the movement of goods on it.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в повышении несущей способности ледяного покрова при движении по нему грузов на мелководных участках водоема. The technical result achieved by solving the problem is to increase the bearing capacity of the ice cover when moving goods on it in shallow areas of the reservoir.

Существенные признаки, характеризующие изобретение. The essential features characterizing the invention.

Ограничительные: ледяную переправу создают путем установки подо льдом демпферов, выполненных в виде горизонтальных пластин, прикрепленных ко льду с помощью вертикальных штанг и погруженных на глубину, при которой в воде отсутствуют волновые колебания, вызванные движением грузов по ледяному покрову. Restrictive: an ice crossing is created by installing dampers under the ice made in the form of horizontal plates attached to the ice using vertical rods and immersed to a depth at which there are no wave vibrations in the water caused by the movement of goods on the ice cover.

Отличительные: ледяную переправу создают на мелководных водоемах с подледным течением, при этом демпферы выполняют в виде прикрепленных ко льду подледных выступов, которые благодаря волновым колебаниям ледяного покрова изменяют площадь гидравлического сечения водоема. Distinctive: an ice crossing is created in shallow water bodies with ice flow, while dampers are made in the form of ice ledges attached to ice, which, due to wave vibrations of the ice cover, change the hydraulic section of the reservoir.

Известно (см.3. Башта Т.М. и др. Гидравлики, гидромашины и гидроприводы. М.: Машиностроение, 1982, 424 с.), что при движении потока жидкости в закрытом канале появление гидравлического сопротивления на его пути приводит к уменьшению скорости потока и соответствующему повышению давления в жидкости перед этим сопротивлением и наоборот. Используя эту закономерность, можно уменьшить амплитуду ИГВ, возбуждаемых движением грузов по ледяному покрову, если подо льдом закрепить выступ, который благодаря волновым колебаниям льда будет соответствующим образом изменять площадь гидравлического сечения русла (водоема), т. е. выполнять роль своеобразного изменяющегося гидравлического сопротивления. It is known (see 3. Bashta T.M. et al. Hydraulics, hydraulic machines and hydraulic drives. M .: Mashinostroenie, 1982, 424 p.) That when the fluid flow moves in a closed channel, the appearance of hydraulic resistance in its path leads to a decrease in speed flow and a corresponding increase in pressure in the liquid before this resistance and vice versa. Using this regularity, it is possible to reduce the amplitude of IGW excited by the movement of goods on the ice cover by fixing a ledge under the ice, which, due to wave oscillations of the ice, will accordingly change the area of the hydraulic section of the channel (reservoir), i.e., play the role of a kind of changing hydraulic resistance.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

В ледяном покрове на мелководном участке с подледным течением параллельно намеченной оси ледяной переправы, перпендикулярной скорости течения, ниже по течению выполняют прорези по всей длине переправы. Через приготовленные прорези под лед заводят демпферы (гидравлическое сопротивление), выполненные в виде выступов. Для обеспечения их жесткости при взаимодействии с потоком воды и удобства крепления ко льду выступы могут представлять собой изогнутые пластины, которые для исключения взаимодействия друг с другом при колебаниях льда устанавливают друг от друга на определенном расстоянии. Пластины крепятся ко льду путем вмораживания. Для этого пластину заводят под лед так, чтобы ее продольные края опирались на верхнюю поверхность льда посредством специально отогнутых фланцев. После замерзания воды, поступившей в прорези, выступы надежно прикрепятся к ледяному покрову и ледяная переправа готова к эксплуатации. In the ice cover in a shallow area with an ice flow parallel to the planned axis of the ice crossing, perpendicular to the speed of the stream, slots are made downstream along the entire length of the crossing. Through the prepared slots under the ice, dampers (hydraulic resistance) are made in the form of protrusions. To ensure their rigidity when interacting with the flow of water and the convenience of fastening to ice, the protrusions can be curved plates, which are set at a certain distance from each other to prevent interaction with each other during ice vibrations. The plates are attached to the ice by freezing. To do this, the plate is brought under ice so that its longitudinal edges rest on the upper surface of the ice by means of specially bent flanges. After freezing of the water entering the slots, the protrusions will securely attach to the ice cover and the ice ferry is ready for operation.

Действительно, если ледяной покров прогнется на подошве ИГВ, то часть выступов вместе со льдом переместятся вниз, уменьшив таким образом площадь гидравлического сечения. Стеснение потока подо льдом из-за возрастания в этом месте гидравлического сопротивления приведет к уменьшению скорости течения и соответствующему росту давления. Таким образом, перемещению льда вниз будет противодействовать повышающееся с ростом перемещений льда давление в воде. В результате глубина впадины (подошвы) ИГВ уменьшится. Indeed, if the ice cover bends at the foot of the IHV, then some of the protrusions along with the ice will move down, thereby reducing the hydraulic section area. The restriction of the flow under the ice due to the increase in hydraulic resistance at this point will lead to a decrease in the flow velocity and a corresponding increase in pressure. Thus, the downward movement of ice will be counteracted by the increasing pressure in the water as the ice moves. As a result, the depth of the depression (sole) of the IHV will decrease.

При деформировании ледяного покрова вершиной ИГВ произойдет обратная реакция. Перемещение льда вверх вместе с вмороженными в него выступами увеличит площадь гидравлического сечения, скорость потока возрастет и давление под вершиной ИГВ снизится, что в свою очередь уменьшит высоту гребня (вершины) ИГВ. When the ice sheet is deformed by the top of the IHV, a reverse reaction will occur. Moving the ice upwards along with the protrusions frozen into it will increase the hydraulic cross-sectional area, the flow rate will increase and the pressure below the top of the IVG will decrease, which in turn will reduce the height of the ridge (top) of the IVG.

В результате наличия подо льдом выступов (гидравлического сопротивления), способных изменить площадь гидравлического сечения водоема благодаря волновым колебаниям ледяного покрова, уменьшит амплитуду ИГВ, возбуждаемых от движения по нему грузов, что повысит несущую способность ледяной переправы. As a result of the presence of protrusions (hydraulic resistance) under the ice, which can change the hydraulic section area of the reservoir due to wave vibrations of the ice cover, it will reduce the amplitude of IGW excited from the movement of cargo along it, which will increase the carrying capacity of the ice crossing.

Изобретение поясняется чертежами (фиг. 1 и 2), показывающими схему его реализациии и вид А-А. The invention is illustrated by drawings (Fig. 1 and 2), showing a diagram of its implementation and type AA.

В ледяном покрове 1 с подледным течением и параллельно намечанной оси переправы 2 перпендикулярно скорости течения ниже по течению выполняют прорези 3, через которые заводят выступы и в виде изогнутых пластин. Пластины (выступы) 4 опираются на лед 1 посредством фланцев 5 и прикрепляются к льду за счет замерзания воды 6, поступившей в прорези 3. При деформировании ледяного покрова подошвой ИГВ 7 часть выступов 4 вместе со льдом переместятся вместе со льдом вниз и займут положение 8, что вызовет уменьшение площади гидравлического сечения водоема от S₁ до S₂. Такое стеснение потока приведет к уменьшению скорости И и появлению области повышенного давления 9, расположенной перед выступом, т.е. под осью переправы 2, и противодействующей перемещению льда вниз. При деформировании ледяного покрова вершиной ИГВ произойдет обратная реакция (не показано).In the ice sheet 1 with an under-ice current and parallel to the planned axis of the crossing 2, slots 3 are made perpendicular to the velocity of the stream downstream, through which ledges and in the form of curved plates. The plates (protrusions) 4 are supported on ice 1 by means of flanges 5 and are attached to the ice due to the freezing of the water 6 entering the slots 3. When the ice cover is deformed by the IHV sole 7, part of the protrusions 4 together with the ice will move down with the ice and take position 8, which will cause a decrease in the area of the hydraulic section of the reservoir from S ₁ to S ₂ . Such restriction of the flow will lead to a decrease in the speed And and the appearance of the region of high pressure 9 located in front of the protrusion, i.e. under the axis of the crossing 2, and counteracting the movement of ice down. When the ice cover is deformed by the top of the IHV, a reverse reaction will occur (not shown).

Claims

The method of creating an ice crossing, which consists in installing dampers under the ice made in the form of plates attached to the ice, characterized in that the dampers are used in the form of curved plates resting on ice by means of flanges that are frozen into the ice surface to form protrusions that reduce the ice cover the area of the hydraulic section of shallow reservoirs with underwater current.